引領(lǐng)“海水淡化”的創(chuàng)新之路——記杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心

在浙江乃至全國海水淡化產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心不僅是早期的開創(chuàng)者、膜技術(shù)科研的“領(lǐng)頭羊”，更是致力于成為未來海水淡化產(chǎn)業(yè)的引航者。

從1984 年成立以來，杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心（以下簡稱“中心”）肩負(fù)“發(fā)展水技術(shù)、造福全社會(huì)”的社會(huì)使命，以發(fā)展海水淡化技術(shù)、推動(dòng)海水淡化產(chǎn)業(yè)、服務(wù)海水淡化行業(yè)為己任，以技術(shù)促進(jìn)應(yīng)用、應(yīng)用推動(dòng)產(chǎn)業(yè)為舉措，大踏步前進(jìn)，已成為擁有從海水淡化的技術(shù)設(shè)計(jì)到膜材料再到成套裝備、售后技術(shù)服務(wù)一條龍完整的全方案解決提供商。中心在膜法海水淡化處理上，已沒有國內(nèi)的競爭對手，對手都是國際巨頭。技術(shù)力量上，中心匯聚了包括中國工程院院士和九名國家特殊津貼專家在內(nèi)的國內(nèi)一流的專業(yè)人才隊(duì)伍，是目前我國從事膜法水處理技術(shù)研究開發(fā)最早、技術(shù)力量最強(qiáng)的單位之一；開發(fā)應(yīng)用上，更有著豐富的經(jīng)驗(yàn)和強(qiáng)大的實(shí)力，推動(dòng)了國內(nèi)海水淡化行業(yè)的興起。

持續(xù)創(chuàng)新提供技術(shù)支撐

海水淡化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必須依靠技術(shù)進(jìn)步和科技創(chuàng)新。多年來，杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心堅(jiān)持自主創(chuàng)新，走出了一條可持續(xù)發(fā)展的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新之路。中心開發(fā)了芳香聚酰胺、聚哌嗪酰胺、芳脂混合聚酰胺等多功能高選擇性復(fù)合納濾膜材料及其制備技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高性能多功能納濾膜材料國產(chǎn)化，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的復(fù)合納濾膜與元件制造技術(shù)；研制出8 寸海水淡化膜元件，在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下，膜元件的最高脫鹽率達(dá)到99.7%；在能量收回裝置方面，研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自動(dòng)換向閥，能量回收效率達(dá)到93%以上，千噸級能量回收裝置也是目前國內(nèi)商業(yè)化的規(guī)模最大的能量回收裝置。

海水淡化工程應(yīng)用技術(shù)方面，通過多年的技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用實(shí)踐，中心的膜法海水淡化技術(shù)得到了快速發(fā)展。一是建成5000 噸/日反滲透海水淡化單機(jī)兩套，工程技術(shù)達(dá)到了國際先進(jìn)水平，并首次將國產(chǎn)海水淡化高壓泵應(yīng)用于示范工程。二是在舟山大魚山島建成國內(nèi)首個(gè)光伏供電的反滲透海水淡化示范工程，規(guī)模為5m3/d。項(xiàng)目成功實(shí)現(xiàn)了新能源供電與反滲透海水淡化技術(shù)的耦合，不但為沿海及偏遠(yuǎn)海島地區(qū)淡水供應(yīng)不足提供了最佳解決方案，而且拓寬了清潔能源動(dòng)力的應(yīng)用領(lǐng)域，為海水淡化的可持續(xù)發(fā)展提供了技術(shù)支撐。三是在浙江舟山建立了萬噸級單機(jī)示范工程，完成了首套萬噸級單機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提出國內(nèi)首創(chuàng)的壓力容器接口形式，開發(fā)出低能耗海水凈化預(yù)處理、高效能量回收、先進(jìn)的淡化水后礦化處理以及高穩(wěn)定性的系統(tǒng)控制等關(guān)鍵技術(shù)，并成功解決了大型反滲透系統(tǒng)設(shè)備耦合、大型膜堆均勻配水等一系列技術(shù)難題，是迄今國內(nèi)自主研發(fā)設(shè)計(jì)規(guī)模最大的反滲透海水淡化單機(jī)。這些擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)研制和開發(fā)，為我國海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

在浙江乃至全國海水淡化產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心不僅是早期的開創(chuàng)者、膜技術(shù)科研的“領(lǐng)頭羊”，更是致力于成為未來海水淡化產(chǎn)業(yè)的引航者

新技術(shù)催生新產(chǎn)業(yè)

中心是科研機(jī)構(gòu)，更是一個(gè)科技型企業(yè)。幾十年來，中心堅(jiān)持“全方案解決”的理念服務(wù)于市場，十分重視科研成果的轉(zhuǎn)化，多次承擔(dān)了國家和省市高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，先后建設(shè)了三條膜組器生產(chǎn)線和成套裝備制造基地，生產(chǎn)30 多個(gè)系列或單項(xiàng)產(chǎn)品。

（一）實(shí)現(xiàn)海水淡化裝置及產(chǎn)品生產(chǎn)能力的產(chǎn)業(yè)化與規(guī)

——提升膜法水處理及海水淡化裝置設(shè)計(jì)成套能力。多年來，中心建立了規(guī)范化操作的海水淡化裝置設(shè)計(jì)、成套、施工及管理流程，并在此基礎(chǔ)上形成了達(dá)20 萬噸/日的年裝置設(shè)計(jì)成套能力，在產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)含量及規(guī)模能力上屬國際先進(jìn)水平。

——提升核心膜元件生產(chǎn)能力，率先自主開發(fā)生產(chǎn)反滲透復(fù)合膜元件，并建立了生產(chǎn)線，年生產(chǎn)能力120 萬平方米，為目前國內(nèi)生產(chǎn)規(guī)模最大、產(chǎn)品最齊全的膜元件生產(chǎn)線之一；為實(shí)現(xiàn)納濾膜元件產(chǎn)業(yè)化，中心建成了年產(chǎn)5000 支8040 卷式復(fù)合納濾膜元件生產(chǎn)線一條，連續(xù)生產(chǎn)成品率88%。

——在原有聚砜中空超濾膜元件產(chǎn)品基礎(chǔ)上，中心投資建設(shè)了產(chǎn)能為100 萬方的中空超濾膜生產(chǎn)線。目前，中心正在建設(shè)新的生產(chǎn)線，投產(chǎn)后將達(dá)到卷式復(fù)合膜200 萬平方米、中空超濾膜200 多萬平方米的生產(chǎn)能力，成為國內(nèi)擁有膜組器產(chǎn)品最完整和生產(chǎn)能力最大的單位之一。

這些具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生產(chǎn)線的建設(shè)，不僅大大提升了行業(yè)產(chǎn)能，也為中心全面解決方案的提供奠定了基礎(chǔ)。

（二）實(shí)現(xiàn)海水淡化技術(shù)的推廣應(yīng)用

中心秉承以科技為先導(dǎo)，以全面解決方案為推動(dòng)力的指導(dǎo)思想，沿著從小到大、從繁到易、從點(diǎn)及面的原則，較好地推動(dòng)了海水淡化的推廣應(yīng)用。

——工程規(guī)模和單機(jī)規(guī)模不斷擴(kuò)大。從1997 年我國第一個(gè)日產(chǎn)500 噸反滲透海水淡化示范工程建成投產(chǎn)以來，中心在海水淡化項(xiàng)目規(guī)模上不斷實(shí)現(xiàn)突破。2011 年，中心自主設(shè)計(jì)承建的反滲透海水淡化裝置竣工，該項(xiàng)目日產(chǎn)50000 噸，單機(jī)規(guī)模為10000 噸/日，是我國單期規(guī)模最大的項(xiàng)目，并已達(dá)國際同期先進(jìn)水平。

——海水淡化成本不斷降低。從1997 年首創(chuàng)500 噸/日海水淡化工程技術(shù)至今，通過不斷的工藝技術(shù)優(yōu)化和國產(chǎn)化率的提升，海水淡化工藝不斷優(yōu)化并簡化，單位投資從10000 元/噸·日左右下降到5000 元/噸·日，制水成本從10 元/噸下降到5 元/噸以下，成為海水淡化產(chǎn)業(yè)推動(dòng)的主要?jiǎng)恿χ弧?/p>

——國際競爭能力不斷加強(qiáng)。隨著工藝技術(shù)的逐漸成熟以及海水淡化關(guān)鍵部件國產(chǎn)化率的不斷提高、工程和單機(jī)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，中心集合了行業(yè)整體優(yōu)勢，國際競爭能力不斷加強(qiáng)：整體技術(shù)水平已達(dá)到國際先進(jìn)水平，工程總體成本低于國際同類工程項(xiàng)目20%左右。海水淡化技術(shù)產(chǎn)業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)“保障供水安全、核心技術(shù)不受制于人”的愿景。同時(shí)，中心開始承接國際項(xiàng)目，在國際海水淡化領(lǐng)域的知名度得到較大提升，可以說海水淡化民族品牌已得到國際社會(huì)的認(rèn)可。

示范工程的示范意義

應(yīng)用示范工程是中心海水淡化技術(shù)成熟的標(biāo)志，不僅對于沿海地區(qū)的民生和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義，同時(shí)也是產(chǎn)業(yè)推廣的重要舉措。杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心將具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和設(shè)備投入示范工程的建設(shè)，為海水淡化產(chǎn)業(yè)在市政供水和工業(yè)用水方面的大力推廣提供重要的示范意義，已建成工程成為沿海和海島地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要水資源保障。

——浙江六橫10 萬噸/日海水淡化示范工程。我國第一個(gè)用于市政給水的大型海水淡化工程，項(xiàng)目一期2 萬噸裝置已建成投產(chǎn)，二期3 萬噸/日正在建設(shè)中。該項(xiàng)目設(shè)備國產(chǎn)化率首次提升到70%，是我國國產(chǎn)關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)用的典型示范。

——河北曹妃甸5 萬噸/ 日海水淡化工程。我國第一個(gè)自主設(shè)計(jì)、并由國內(nèi)企業(yè)總承包的大型海水淡化工程。項(xiàng)目由國際知名的挪威阿柯凌海水淡化公司投資，2011 年10 月竣工。

——廣東玖龍10 萬噸/日亞海水淡化工程項(xiàng)目。該項(xiàng)目是亞洲規(guī)模最大的亞海水淡化示范工程，2006 年建成投產(chǎn)。

——遼寧紅沿河核電站1.6 萬噸海水淡化工程。該項(xiàng)目的成功建成，結(jié)束了我國核電工業(yè)海水淡化成套設(shè)備完全依賴進(jìn)口的局面。

——浙江舟山嵊泗海水淡化工程。嵊泗縣共建海水淡化站6 座，日產(chǎn)水量超過1 萬立方米。目前嵊泗縣本島海水淡化產(chǎn)量占本島供水總量的84%以上，已成為該島的第一水源，結(jié)束了該島用船運(yùn)水的歷史，使水資源不再成為約束海島發(fā)展的瓶頸。

平臺(tái)建設(shè)提升產(chǎn)業(yè)能力

中心是國家液體分離膜工程技術(shù)研究中心以及中國海水淡化與水再利用學(xué)會(huì)、中國膜工業(yè)協(xié)會(huì)海水與苦咸水淡化分會(huì)、石油和化工工業(yè)水處理質(zhì)量檢驗(yàn)中心、浙江省膜學(xué)會(huì)的依托單位，牽頭組建了海水淡化產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟以及浙江省海水淡化膜技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、水處理功能材料創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，是全省乃至全國海水淡化行業(yè)的主要服務(wù)平臺(tái)建設(shè)者。

一是加強(qiáng)工程中心、創(chuàng)新聯(lián)盟和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)，組織做好技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)業(yè)規(guī)范及發(fā)展咨詢。中心是國家科技項(xiàng)目的主要承擔(dān)者，是國內(nèi)膜工業(yè)領(lǐng)域設(shè)計(jì)最強(qiáng)的咨詢單位之一，也是行業(yè)和國家標(biāo)準(zhǔn)的主要起草者，今后將繼續(xù)發(fā)揮工程中心、創(chuàng)新聯(lián)盟和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)作用，發(fā)揮中心的技術(shù)、人才和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，開展海水淡化共性技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究，承擔(dān)國家及地方海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的可行性研究，負(fù)責(zé)編寫國家膜技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和教育大綱等，為推動(dòng)我國海水淡化技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

二是履行行業(yè)協(xié)會(huì)和學(xué)會(huì)職能，為行業(yè)提供溝通交流和培訓(xùn)、選拔平臺(tái)。中心將繼續(xù)發(fā)揮行業(yè)“國家隊(duì)”和“領(lǐng)頭羊”的作用，組織、舉辦各類海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)研討會(huì)及學(xué)術(shù)交流會(huì)議，創(chuàng)建行業(yè)技術(shù)進(jìn)步、人才交流、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)秀平臺(tái)。

三是利用石油和化工工業(yè)水處理質(zhì)量檢驗(yàn)中心優(yōu)勢，建設(shè)行業(yè)服務(wù)平臺(tái)。石油和化工工業(yè)水處理質(zhì)量檢驗(yàn)中心通過質(zhì)量管理體系有效運(yùn)行，對外開放，為國家和地方水資源利用、環(huán)境保護(hù)事業(yè)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供技術(shù)支撐和公益服務(wù)，成為行業(yè)公共服務(wù)平臺(tái)。